生物分離原理練習題及答案PPT課件

1、2021/6/71 v生物產(chǎn)品的分離包括生物產(chǎn)品的分離包括 ， ， ，和，和 四步。四步。 v發(fā)酵液常用的固液分離方法有發(fā)酵液常用的固液分離方法有 和和 。 v超臨界流體的特點是與氣體有相似的超臨界流體的特點是與氣體有相似的 ，與液體有，與液體有 相似的相似的 。 v常用的化學細胞破碎方法有常用的化學細胞破碎方法有 ， ， ， ， 和和 五種。五種。 v何謂超臨界流體萃取，并簡述其分離原理。何謂超臨界流體萃取，并簡述其分離原理。 v用醋酸戊酯從發(fā)酵液中萃取青霉素，已知發(fā)酵液中青用醋酸戊酯從發(fā)酵液中萃取青霉素，已知發(fā)酵液中青 霉素濃度為霉素濃度為0.2Kg/m30.2Kg/m3，萃取平衡常數(shù)為，

2、萃取平衡常數(shù)為K=40K=40，處理能，處理能 力為力為H=0.5m3/hH=0.5m3/h，萃取溶劑流量為，萃取溶劑流量為L=0.03m3/hL=0.03m3/h，若要，若要 產(chǎn)品收率達產(chǎn)品收率達96%96%，試計算理論上所需萃取級數(shù)？，試計算理論上所需萃取級數(shù)？ 2021/6/72 v生物產(chǎn)品的分離包括生物產(chǎn)品的分離包括不溶物的去除不溶物的去除，產(chǎn)物粗分離產(chǎn)物粗分離，純化純化 ，和，和 精制精制 。 v發(fā)酵液常用的固液分離方法有發(fā)酵液常用的固液分離方法有 離心離心和和 過濾過濾 。 v超臨界流體的特點是與氣體有相似的超臨界流體的特點是與氣體有相似的 黏度黏度 ，與液體有相似，與液體有相似

3、的的 密度密度 。 v常用的化學細胞破碎方法有常用的化學細胞破碎方法有 滲透壓沖擊滲透壓沖擊，增溶法增溶法 ，脂溶法脂溶法， 酶消化酶消化和和 堿處理堿處理 。 v何謂超臨界流體萃取，并簡述其分離原理。何謂超臨界流體萃取，并簡述其分離原理。 利用超臨界流體的特殊性質，使其在超臨界狀態(tài)下，與待分離利用超臨界流體的特殊性質，使其在超臨界狀態(tài)下，與待分離 的物料的物料( (液體或固體液體或固體) )接觸，萃取出目的產(chǎn)物，然后通過降壓接觸，萃取出目的產(chǎn)物，然后通過降壓 或升溫的方法，使萃取物得到分離?；蛏郎氐姆椒?，使萃取物得到分離。 超臨界流體具有的類似氣體的擴散系數(shù)，以及類似液體的密度超臨界流體具有

4、的類似氣體的擴散系數(shù)，以及類似液體的密度 （溶解能力強）的特點。（溶解能力強）的特點。 2021/6/73 用醋酸戊酯從發(fā)酵液中萃取青霉素，已知發(fā)酵液中青用醋酸戊酯從發(fā)酵液中萃取青霉素，已知發(fā)酵液中青 霉素濃度為霉素濃度為0.2Kg/m30.2Kg/m3，萃取平衡常數(shù)為，萃取平衡常數(shù)為K=40K=40，處理能力，處理能力 為為H=0.5m3/hH=0.5m3/h，萃取溶劑流量為，萃取溶劑流量為L=0.03m3/hL=0.03m3/h，若要產(chǎn)品，若要產(chǎn)品 收率達收率達96%96%，試計算理論上所需萃取級數(shù)？，試計算理論上所需萃取級數(shù)？ 由題設，可求出萃取系數(shù)由題設，可求出萃取系數(shù)E E，即，即

5、根據(jù)根據(jù) 4 . 2 5 . 0 03. 040 H kL E %96 1 1 1 n n E EE P，得，得n n4 4 2021/6/74 影響吸附的主要因素影響吸附的主要因素 有有 ， ， ， ， ， 和和 七種。七種。 離子交換樹脂由離子交換樹脂由 ， 和和 組成。組成。 簡單地說，離子交換過程實際上只有簡單地說，離子交換過程實際上只有 ， 和和 三個步驟。三個步驟。 在生物制品進行吸附或離子交換分離時，通常遵循在生物制品進行吸附或離子交換分離時，通常遵循 LangmuirLangmuir吸附方程，其形式為吸附方程，其形式為 。 反相高效液相色譜的固定相是反相高效液相色譜的固定相是

6、，而流動相，而流動相 是是 。 離子交換分離操作中，常用的梯度洗脫方法有離子交換分離操作中，常用的梯度洗脫方法有 和和 。 2021/6/75 n親和吸附過程包括親和吸附過程包括 ， 和和 三步。三步。 n多糖基離子交換劑包括多糖基離子交換劑包括 和和 兩大類。兩大類。 n根據(jù)分離機理的不同，色譜法可分根據(jù)分離機理的不同，色譜法可分 ， ， 和和 四大類。四大類。 n蛋白質分離常用的色譜法蛋白質分離常用的色譜法 有有 ， ， ， ， ，和，和 六種。六種。 n高效液相色譜分離方法中，液高效液相色譜分離方法中，液- -液色譜是以液色譜是以 作為流動相；以作為流動相；以 作為固定相。作為固定相。

7、2021/6/76 n請結合圖示簡述凝膠排阻色譜（分子篩）的分離原理。請結合圖示簡述凝膠排阻色譜（分子篩）的分離原理。 n何謂親和吸附，有何特點？并簡述親和層析介質的制何謂親和吸附，有何特點？并簡述親和層析介質的制 備過程。備過程。 n何謂免疫親和層析。何謂免疫親和層析。 n應用離子交換樹脂作為吸附劑分離抗菌素，飽和吸附應用離子交換樹脂作為吸附劑分離抗菌素，飽和吸附 量為量為0.06 Kg0.06 Kg（抗菌素）（抗菌素）/Kg/Kg（干樹脂）；當抗菌素濃（干樹脂）；當抗菌素濃 度為度為0.02Kg/m30.02Kg/m3時，吸附量為時，吸附量為0.04Kg/Kg0.04Kg/Kg；假定此吸附

8、；假定此吸附 屬于屬于LangmuirLangmuir等溫吸附，求料液含抗菌素等溫吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m30.2Kg/m3時時 的吸附量的吸附量 2021/6/77 影響吸附的主要因素有影響吸附的主要因素有吸附劑的性質吸附劑的性質 ，吸附質的吸附質的 性質性質 ，溫度溫度 ，溶液溶液pHpH值值 ，鹽濃度鹽濃度 ，吸附物濃度吸附物濃度 和和吸附劑用量吸附劑用量七種。七種。 離子交換樹脂由離子交換樹脂由載體載體 ，活性基團活性基團和和可交換離子可交換離子組組 成。成。 簡單地說，離子交換過程實際上只有簡單地說，離子交換過程實際上只有外部擴散外部擴散 ， 內(nèi)部擴散內(nèi)部擴散和和化學交換反

9、應化學交換反應三個步驟。三個步驟。 在生物制品進行吸附或離子交換分離時，通常遵循在生物制品進行吸附或離子交換分離時，通常遵循 LangmuirLangmuir吸附方程，其形式為吸附方程，其形式為Qq0C/(k+C) 。 反相高效液相色譜的固定相是反相高效液相色譜的固定相是非極性非極性 ，而流動相是，而流動相是 極性極性。 2021/6/78 離子交換分離操作中，常用的梯度洗脫方法有離子交換分離操作中，常用的梯度洗脫方法有pHpH梯度梯度和和離離 子強度（鹽）梯度子強度（鹽）梯度 。 n親和吸附過程包括親和吸附過程包括吸附介質的制備吸附介質的制備 ，吸附吸附和和洗脫洗脫三步。三步。 n多糖基離子

10、交換劑包括多糖基離子交換劑包括葡聚糖離子交換劑葡聚糖離子交換劑和和離子交換纖維離子交換纖維 素素兩大類。兩大類。 n根據(jù)分離機理的不同，色譜法可分根據(jù)分離機理的不同，色譜法可分吸附色譜吸附色譜 ，分配色譜分配色譜 ， 離子交換色譜離子交換色譜和和凝膠色譜凝膠色譜四大類。四大類。 n蛋白質分離常用的色譜法有蛋白質分離常用的色譜法有金屬螯合色譜金屬螯合色譜 ，共價色譜共價色譜 ， 離子交換色譜離子交換色譜 ，疏水作用色譜疏水作用色譜 ，親和色譜親和色譜，和，和凝膠色譜凝膠色譜 六種。六種。 n高效液相色譜分離方法中，液高效液相色譜分離方法中，液- -液色譜是以液色譜是以液體液體 作為流動作為流動

11、相；以相；以固定在固相載體表面的液體固定在固相載體表面的液體作為固定相。作為固定相。 2021/6/79 n請結合圖示簡述凝膠排阻色譜（分子篩）的分離原理。請結合圖示簡述凝膠排阻色譜（分子篩）的分離原理。 凝膠排阻色譜的分離介質（填凝膠排阻色譜的分離介質（填 料）具有均勻的網(wǎng)格結構，其料）具有均勻的網(wǎng)格結構，其 分離原理是具有不同分子量的分離原理是具有不同分子量的 溶質分子在流經(jīng)柱床時，由于溶質分子在流經(jīng)柱床時，由于 大分子難以進入凝膠內(nèi)部，而大分子難以進入凝膠內(nèi)部，而 從凝膠顆粒之間流出，保留時從凝膠顆粒之間流出，保留時 間短；而小分子溶質可以進入間短；而小分子溶質可以進入 凝膠內(nèi)部，由于凝

12、膠多孔結構凝膠內(nèi)部，由于凝膠多孔結構 的阻滯作用，流經(jīng)體積變大，的阻滯作用，流經(jīng)體積變大， 保留時間延長。這樣，分子量保留時間延長。這樣，分子量 不同的溶質分子得以分離。不同的溶質分子得以分離。 2021/6/710 n 何謂親和吸附，有何特點？并簡述親和層析何謂親和吸附，有何特點？并簡述親和層析 介質的制備過程。介質的制備過程。 親和吸附是吸附單元操作的一種，它是利用親親和吸附是吸附單元操作的一種，它是利用親 和吸附劑與目標物之間的特殊的化學作用實現(xiàn)的高和吸附劑與目標物之間的特殊的化學作用實現(xiàn)的高 效分離手段。親和吸附劑的組成包括：惰性載體、效分離手段。親和吸附劑的組成包括：惰性載體、 手臂

13、鏈、特異性親和配基。手臂鏈、特異性親和配基。 親和吸附的特點是高效、簡便、適用范圍廣、親和吸附的特點是高效、簡便、適用范圍廣、 分離速度快、條件溫和，但載體制備難度大，通用分離速度快、條件溫和，但載體制備難度大，通用 性差，成本較高。性差，成本較高。 介質制備過程包括載體和配基的選擇、載體的介質制備過程包括載體和配基的選擇、載體的 活化、配基與載體的偶聯(lián)。活化、配基與載體的偶聯(lián)。 2021/6/711 n何謂免疫親和層析。何謂免疫親和層析。 利用抗體利用抗體- -抗原的親和反應來進行分離純化的層析方法抗原的親和反應來進行分離純化的層析方法 n應用離子交換樹脂作為吸附劑分離抗菌素，飽和吸附量為應

14、用離子交換樹脂作為吸附劑分離抗菌素，飽和吸附量為 0.06 Kg0.06 Kg（抗菌素）（抗菌素）/Kg/Kg（干樹脂）；當抗菌素濃度為（干樹脂）；當抗菌素濃度為 0.02Kg/m30.02Kg/m3時，吸附量為時，吸附量為0.04Kg/Kg0.04Kg/Kg；假定此吸附屬于；假定此吸附屬于 LangmuirLangmuir等溫吸附，求料液含抗菌素等溫吸附，求料液含抗菌素0.2Kg/m30.2Kg/m3時的吸附量時的吸附量 01. 0,04. 0 02. 0 02. 006. 0 0 k kCK Cq q kgkgq/057.0 2 .001.0 2 .006.0 根據(jù)根據(jù)LangmuirLa

15、ngmuir吸附等溫式可求出吸附等溫式可求出K K值，即：值，即： 則當料液含抗菌素則當料液含抗菌素0.2Kg/m0.2Kg/m3 3時的吸附量可計算如下：時的吸附量可計算如下： 2021/6/712 膜分離過程中所使用的膜，依據(jù)其膜特性（孔徑）不同可膜分離過程中所使用的膜，依據(jù)其膜特性（孔徑）不同可 以分為以分為 ， ， 和和 。 根據(jù)膜結構的不同，常用的膜可分為根據(jù)膜結構的不同，常用的膜可分為 、 和和 三三 類。類。 在結晶操作中，工業(yè)上常用的起晶方法有在結晶操作中，工業(yè)上常用的起晶方法有 ， 和和 。 分子篩色譜（凝膠色譜）的主要應用分子篩色譜（凝膠色譜）的主要應用 是是 、 。 電泳

16、用凝膠制備時，過硫酸銨的作用是電泳用凝膠制備時，過硫酸銨的作用是 劑；劑； 甲叉雙丙烯酰胺的作用是甲叉雙丙烯酰胺的作用是 劑；劑；TEMEDTEMED的作用的作用 是是 劑。劑。 常用的蛋白質沉析方法有常用的蛋白質沉析方法有 ， 和和 。 2021/6/713 結晶的前提是結晶的前提是 ；結晶的推動力是；結晶的推動力是 。 SepharoseSepharose系列的離子交換樹脂的載體是系列的離子交換樹脂的載體是 。 雙水相相圖中，系線越長，兩相間的性質差別越雙水相相圖中，系線越長，兩相間的性質差別越 。 蛋白質等生物大分子，在溶液中呈穩(wěn)定的分散狀態(tài)，蛋白質等生物大分子，在溶液中呈穩(wěn)定的分散狀態(tài)， 其原因是由于其原因是由于 和和 的原因。的原因。 電泳后，樣品的主